【導讀】本次設計為某疾病控制中心辦公樓中央空調系統(tǒng)設計。該辦公樓坐落于上海，為六層辦公建筑，地下一層是機房和車庫，一層至六層是辦公用樓。通風系統(tǒng)的設計和布置。最后繪制出清晰明確的工程圖紙。因本人水平有限，設計中難免存在缺點和錯誤，懇請各位老師批評指正。

　　

【正文】 2臺。其參數(shù)如下表 。 表 YSBABAS05CCE型水冷式雙螺桿冷水機組 制冷量 /KW 輸入功率 /KW 蒸發(fā)器 冷凝器 水流量 水壓降 接管尺寸 水流量 水壓降 接管尺 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 26 頁 共 55 頁 /L/S /KPa /mm /L/S /KPa 寸 /mm 492 99 24 59 150 28 47 150 6 空調系統(tǒng)的風道設計 確定空調房間的氣流組織 氣流組織介紹 房間內，新鮮空氣的有效分布對熱舒適性和室內空氣質量來說是相當重要的 ［ 12］ 。氣流組織設計的任務是合理地組織室內空氣的流動，使室內工作區(qū)空氣的溫度、濕度、速度和潔凈度能更好地滿足工藝要求及人們的舒適感要求?？照{房間氣流組織是否合理，不僅直接影響房間的空調效果，而且也影響空調系統(tǒng)的能耗量。影響氣流組織的因素很多，如送風口位置及形式，回風口位置，房間幾何形狀及室內的各種擾動等。其中以送風口的空氣射流及氣流組織的影響最為重 要。 一般的空調房間，主要是要求在工作區(qū)域內保持比較均勻而穩(wěn)定的溫濕度。而工作區(qū)風速有嚴格要求的空調，主要保證工作區(qū)域內風速不超過規(guī)定的數(shù)值。 有室內溫濕度允許波動范圍要求的空調房間，主要是在工作區(qū)域內滿足氣流的區(qū)域溫差、室內溫濕度基數(shù)及其允許波動范圍的要求。氣流的區(qū)域溫差是指工作區(qū)域內無局部熱源時，由于氣流而引起的不同地點的溫差。有潔凈度要求的空調房間，氣流組織和風量計算，主要使工作區(qū)域內保持應有潔凈度和室內正壓。高大空間的空調氣流組織和風量計算，除保證達到工作區(qū)的溫濕度、風速的要求外，還應合理地組織 氣流以滿足節(jié)能的要求。 影響氣流組織的因素很多，主要是送、回風方式以及送風射流的運動參數(shù)。常見的氣流組織方式有如下幾種 [1]： a) 側向送風 如圖 x 所示為單側送風方式。送、回風口分別布置在房間同一側的上部和下部，送風射流到達對面的墻壁處，然后下降回流，使整個工作區(qū)全部處于回流之中。為避免射流中途下落，常采用貼附射流，以增大射流的射程。 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 27 頁 共 55 頁 圖 風機盤管裝在門道吊頂內側送下回 側向送風是最常用的一種送風方式，它具有布置 方便、結構簡單和節(jié)省投資等優(yōu)點，適用于一般空調及空調精度 1???t ℃ 和 ???t ℃ 的工藝性空調。側向送風設計參考數(shù)據(jù)如下 ： 送風溫差一般在 6℃ ～ 10℃ 以下。 1) 送風口速度在 2m/s～ 5m/s 之間。 2) 送風射程在 3m～ 8m 之間。 3) 送風口每隔 2m～ 5m 設置一個。 4) 房間高度一般在 3m 以上，進深為 6m 左右。 5) 送風口應盡量靠近頂棚，或設置身上傾斜 150～ 200 的導流葉片，以形成貼附射流。 b）散流器送風 散流器是裝在頂棚上的一種送風口，它具有誘導室內空氣使之與送風射流迅速混合的特性。這種送風方式可用于一般空調，也可用于空調精度 1???t ℃ 和 ???t ℃ 的工藝性空調。 散流器送風氣流有兩種方式。一種稱為散流器平送，如圖 所示。這種送風方式使氣流沿頂棚橫向流動， 形成貼附射流，射流擴散好，工作區(qū)總是處于回流區(qū)。要求較高的恒溫車間，如果房間較低、面積不大，而且有吊頂或技術夾層可以利用時，常采用這種氣流組織方式，一般送風不超過 6℃～ 10℃ ，散流器喉部風速為 2m/s～ 5m/s。如果房間面積較大，可采用幾個散流器對稱布置，散流器中心軸線距墻不宜小于 1m。各散流器的間距一般在 3m～ 6m之間。 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 28 頁 共 55 頁 xvHsd0H0RR 圖 散流器平送流型 散流器送風的另一種氣流方式稱為散流器下送。這種送風方式使房間里的氣流分成兩段，上段 叫做混合層，下段是比較穩(wěn)定的平等流，整個工作區(qū)全部處于送風氣流之中。這種氣流組織方式主要用于有高度凈化要求的空調房間，房間凈空高度以 ～ 為宜，散流器的間距一般不超過 3m，喉部風速為 2m/s～ 3m/s。 c) 孔板送風 當空間接高度小于 5m，空調精度為 1???t ℃ 或 ???t ℃ ，且單位面積送風量大，工作區(qū)要求風速較小時，宜采用孔板送風。 孔板 送風是將空氣卷入頂棚上面的穩(wěn)壓層中，在穩(wěn)壓層靜壓力的作用下，通過頂棚上的大量均勻地進入房間?？梢岳庙斉锷厦娴恼麄€空間作為，穩(wěn)壓層，也可以另外設置穩(wěn)壓箱。穩(wěn)壓層的凈高應不小于 ?？装逡诉x用鍍鋅鋼板、不銹鋼板、鋁板及硬質塑料竺材料制作，孔徑一般為 4mm～ 6mm，也間距為 40mm～ 100mm。當孔板面積與整個頂棚面積之比大于 50%時，稱為全面孔板；否則，不孔板面積與整個頂棚面積之比小于或等于 50%時，稱為局部孔板。 對于全面孔板，當孔口的氣流速度大于 3m/s，送風溫差不小于 3℃ ，單位面積送風量大于 40m3/（ m2*h）并且是均勻送風時，在孔板下面將會形成下送平等流的氣流流型。這種流型主要用于有高度凈化要求的空調房間。如果送風的速度較小，送風溫差也比較小，將會在孔板下面形成不穩(wěn)定的流型。不由于送風氣流與室內空氣充分混合，區(qū)域溫差很小，適用于高精度和低流速要求的空調工程。 局部孔板送風一般為不穩(wěn)定流，這種流型僅適用于有局部熱源的空調房間以及僅在 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 29 頁 共 55 頁 局部地區(qū)要求較高的空調精度和較小氣流速度的空調房間。 d) 噴口送風 噴口送風又稱集中送風。一般采用上關下回式，將送、回風口布置在同側，出風速度一般為 4m/s～ 10m/s，具有較大風量的調整射流行到一定路后折回，工作區(qū)一般處于回流區(qū)域。 噴口送風速度高，射程長，沿途卷吸大量的室內空氣進行強烈的混合，保證了大面積工作區(qū)新新鮮空氣、溫度場和速度場的均勻。這種送風方式具有送風口少、系統(tǒng)簡單、投資省、一般能萍蹤工作區(qū)舒適條件要求等特點，適用于空間較大的公共建筑如體育館、禮堂、影劇院及高大廠房等空調精度大于或等于 1℃ 的一般性空調。 e) 地板送風 地板送風是一種下送風方式，常將送風管道和送風口布置在夾層地板內，采用下送上回的氣流組織形式。這種送風方式使新鮮空氣首先通過 工作區(qū)，有利于改善工作區(qū)的空氣品質。為了人體舒適感要求，送風溫差不可過大，一般以 2℃～ 3℃ 為宜，送風速度也不能過大，一般不超過 ～ ，這就必須增大送風口的面積或數(shù)量。但是由于是頂部排風，因而房間上部因照明、圍護結構傳熱等形成的余熱可以不進入工作區(qū)而被直接排走，排風溫度與工作區(qū)溫度允許有較大的溫差，故有一定的節(jié)能效果，所以近年來在國內外受到相當?shù)闹匾暋５匕逅惋L常采用旋流式送風口，其這種送風方式雖然送風溫差小，卻能起到溫差較大的效果，這就為提高送風溫度，使用天然冷源如深井水、地產風等創(chuàng)造了條 件。 送風口、回風口的選擇 本設計中，房間高度均為 ，底層房間長度 12m，二層以上房間長度均不超過6m。且房間面積均不大，根據(jù)以上介紹，選擇側向送風方式，它能滿足要求并且費用較低，結構簡單?？紤]到底層長度過長的問題，采取從中間向兩邊送風的“側向送風”方式。 回風口的氣流速度衰減很快，對室內氣流的影響比較小?；仫L口通常設置在房間的下部，離地面 以上?；仫L口風速一般不大于 ，當回風口靠近操作位置時，一般不大于 。設置在房間上部的回風口，回風速度一般不大于 4m/s。 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 30 頁 共 55 頁 風管的布置 風管是中央空調系統(tǒng)必不可少的重要組成。空調送風和回風、排風、新風供給，正壓防煙送風，機械排煙系統(tǒng)均要用到風管。風管系統(tǒng)的設計正確與否，關系到整個空調系統(tǒng)的造價、運行的經濟性以及運行效果。風管系統(tǒng)的設計的基本任務是：布置合理的管線；經濟合理的確定風管的形狀及各段截面的尺寸，以保證實際風量符合設計得要求；并計算系統(tǒng)的總阻力。 風管布置的原則如下所述 [13]： a）布置應注意整齊、美觀和便于維修、測試。應與其它管道同時考慮；要考慮冷、熱管間的不利影響。設計時，應考慮各種管道的拆裝 方便。 b）風管布置時要盡量減少局部阻力。彎管的中心曲率半徑不要太小，一般應取風管當量直徑的 1～ 4 倍。支風管與主風管相連接時，應避免 90176。垂直連接。通常支管應在順氣流方向上制作一定的導流曲線或三角形切割角。對于圓風管，三通或四通的夾角不宜大于 450。對于矩形風管，三通或四通的彎管應有與彎管相同的曲率半徑。彎管或三通的后面，以有 4～ 5 個當量直徑的直管再接支管為好。風管的變徑宜作成擴闊管或漸縮管。漸擴管每邊擴展角不宜大于 15176。，漸縮管每邊收縮角不宜大于 30176。 空調系統(tǒng)的風管 (對于本設計主要新風管）、水管的布置 見圖，設計時遵循以下要點： 1) 風管斷面與建筑結構配合，做到與建筑空間完美統(tǒng)一； 2) 風管布置盡量短，避免復雜的局部構件。彎頭，三通等管件安排得當，與風管的連接合理，以減少阻力噪聲； 3) 新風入口應選在室外空氣較潔凈的地點，為避免吸入灰塵，盡風口底部距室外地面不宜低于 2m； 本設計中采用鍍鋅薄鋼板，該種材料做成的風管使用壽命長，摩擦阻力小，風道制作快速方便，通?？稍诠S預制后送至工地，也可在施工現(xiàn)場臨時制作。風管的形狀一般為圓形和矩形，圓形風管強度大，耗材量少，但占有效空間大，其彎頭與三通需較 長距離，矩形風管占由空間較小，易于布置、明裝較美觀的特點。 綜上所述，本設計采用矩形風管。 風管的水力計算 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 31 頁 共 55 頁 風管 的 計算 原則 風道的布置原則 ：風道布置直接關系到空調系統(tǒng)的總體布置，它與工藝、土建、電氣、給排水等專業(yè)關系密切，應相互配合、協(xié)調一致。 a） 在布置空調系統(tǒng)的風道時應考慮使用的靈活性。當系統(tǒng)服務于多個房間時，可根據(jù)房間的用途分組，設置各個之風到，以便于調節(jié)。 b）風道的布置應根據(jù)工藝和氣流組織的要求，可以采用架空明敷設，也可以暗敷于地板下、內墻或頂棚中。 c） 風道的布置應力求 順直，避免復雜的局部管件。彎頭、三通等管件應安排得當。管件與風道的連接、支管與干管的連接要合理，以減少阻力和噪聲。 d）風道上應設置必要的調節(jié)和測量裝置（如閥門、壓力表、溫度計、風量測定孔、采樣孔等）或預留安裝測量裝置的接口。調節(jié)和測量裝置應設在便于操作和觀察的地方。 e） 風道布置最大限度的滿足工藝要求，并且不妨礙生產操作。 f）風道布置應在滿組氣流組織要求的基礎上，達到美觀、實用的原則。 系統(tǒng)的管內流速 若通風空調系統(tǒng)的管內流速取得低，那么： a）總阻力小，風機壓頭低，經濟電耗低。 b）風機 轉速低，產生的空氣動力噪聲小，空氣在管內流動時不會有噪聲再生。 c）管道斷面大 ， 布置困難，占用建筑空間多，與建筑結構及其他工種容易發(fā)生矛盾。 d）管道材料消耗大，投資大。 根據(jù)經驗總結，風道內的空氣流速可按表 確定。 表 風 道 內的 空氣流速 部位 流速 m/s 新風入口 總管和總風管 有送 ,回風口的支管 無送 ,回風口的支管 當風速較高時情況與上述相反。在工程設計中，初投資和運行費用經常是一對矛盾， 本 科 畢 業(yè) 設 計 第 32 頁 共 55 頁 需要處理好?？照{送風管可分低速和高速兩種，一般的空調系統(tǒng)采用低速，對高層建筑空調系統(tǒng)，為了減少矛盾，節(jié)省建筑投資可采用較高風速。 室內送、回風口的風速應由氣流組織的要求并結合聲學要求來確定。對于地下建筑、艦船等建筑空間比地面建筑寶貴的多，盡量提高管內風速是努力的方向，實踐證明，在噪聲問題能基本解決的前提下，高速風 管系統(tǒng)的風速可提高到 20%～ 35%。 風管的計算 二樓采用兩套新風機組來提供新風， 以辦公樓 二層北 的管道為例 進行 計算 舉例（計算公式出自文獻 1）。 管道全部用鍍鋅鋼板制作，風機出口裝有中效過濾器兼起消聲作用。室內用開孔率為 的 120mm120mm的孔板送風口送風，每個風口的送風量為 150m3/h，系統(tǒng)總風量為 1350m3/h。系統(tǒng)采用分散回風，空氣處理機箱總阻力已知為 290Pa（包括出口漸縮接頭）。中效過濾器的終阻力按 50Pa 計算。 a) 繪制系統(tǒng)布置圖： 并對各段風管進行編號。管段長度一般按 兩個構件的中心線長度計算。 布置 圖如 所示 ： b）選定最不利環(huán)路，逐段計算沿程壓力損失和局部壓力損失。本系統(tǒng)選定管段123456 為最不利環(huán)路。 c）列出管道水力計算表 ，